CN103313629A - 床垫内置弹簧插入物和支撑物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了与床垫内置弹簧以多种组合形式结合的内置弹簧减振泡沫插入物。所述内置弹簧插入物创建或限定所述内置弹簧的区域或范围，其中所述内置弹簧通过减小或改变在所述插入物所处的区域或范围内的所述内置弹簧的弹簧刚度和支撑特性，从而具有与其他区域或范围不同的支撑特性。所述内置弹簧插入物也可放置在或接近于所述内置弹簧的边界或边缘，从而增加床垫支撑面的周围或边缘区域的稳定性。

Description

床垫内置弹簧插入物和支撑物

相关申请

本申请是于2010年12月6号提出的标题为“Posture ChannelSupports”的美国专利申请号12/960,735的部分继续，这又是于2008年10月9号提出的标题为“Pressure Dispersion Support System”的美国专利申请号12/248,607的部分继续，这又是于2008年1月18号提出的标题为“Innerspring Dampening Inserts”的美国专利申请号为12/016,374的部分继续，所有申请包括在此处以供参考。

技术领域

本发明技术领域涉及自反支撑系统、弹簧和弹簧系统，包括如座位和床具的人用支撑系统。

背景技术

不同类型的弹簧和弹簧系统通常被用为座位和支撑产品如椅子和床垫的自反核心。用于床垫和一些软垫家具的通用弹簧系统也就是所谓的“内置弹簧”，可以是多个相似或相同形状的弹簧在阵列或矩阵中相互连接在一起构成的一种形状。内置弹簧提供分布式的大致同质的自反支撑系统，从而提供宽阔区域如床垫的睡眠表面的下部支撑。宽阔区域上的均匀弹簧刚度由每个相互连接的弹簧的通用结构产生。若要改变弹簧刚度和整个内置弹簧或内置弹簧的支撑区域的触感，则需使用不同类型和数量的材料，如泡沫、纺织材料和天然纤维作为内置弹簧的覆层。使用这些材料的确会改变支撑系统的触感和性能，但显然不会改变底部或内部内置弹簧的弹簧刚度。

内置弹簧由成形钢丝制成并由钢线成形机器加工从而构成单个弹簧或线圈，然后使用更小的拉筋或其他紧固件将它们连接在一起。一旦机器被设立以制作具体的弹簧或线圈设计和互连结构，则会产生大的机器运转并且很难改变弹簧和内置弹簧的形状。因此，使用现有内置弹簧生产技术生产在内置弹簧不同区域内具有可变的或非同质的弹簧刚度和支撑特性的单个内置弹簧是不切实际的。

发明内容

在一个实施例中，公开了与内置弹簧组合的床垫内置弹簧插入物和支撑物，所述内置弹簧具有多个在阵列中连接在一起的弹簧，其中所述弹簧按行和列排列，每个弹簧都有主体，该主体具有第一端和第二端，通常每个弹簧的主体都是圆柱形并且具有纵轴线和外直径，所述弹簧在行和列中间隔开，并在隔开的排列中连接在一起，而且阵列中每个弹簧与每个相邻的弹簧隔开。在所述内置弹簧的弹簧间的间隔内，至少一个内置弹簧插入物或内置弹簧减振泡沫插入物与内置弹簧接合，所述内置弹簧插入物或内置弹簧减振泡沫插入物具有上侧边部件（upper lateral member）、与上侧边部件平行并隔开的下侧边部件（lower lateral member）以及平分所述上侧边部件和下侧边部件并在其间延伸的横向部件，其中所述上侧边部件包含拱形上表面，所述下侧边部件包含拱形下表面，以及其中所述上和下侧边部件在所述内置弹簧的两个相邻弹簧的线圈之间延伸并延伸至两个相邻弹簧的线圈内部。所述内置弹簧插入物优选地由泡沫材料制造，更优选地由闭孔聚氨酯泡沫制造，该闭孔聚氨酯泡沫在被安置在内置弹簧内时可被基本压缩并在移除内置弹簧上的负载时可迅速恢复到其未压缩构造。然而，这里描述的内置弹簧插入物可以由任何可压缩和自反的材料构成。

在本发明的另一个方面，所描述的床垫内置弹簧具有多个在阵列中互连的螺旋形线圈，其中所述线圈通常以行和列对齐，每个线圈都有由螺旋线匝构成的大致为圆柱形的线圈主体，且所述每个螺旋线匝之间都有开口，并且所述线圈主体的第一和第二端也由线/金属线（wire）构成，每个线圈主体在阵列中间隔开。至少一个内置弹簧插入物位于所述内置弹簧的两个或更多个线圈之间并与其接合，所述至少一个内置弹簧插入物具有下侧边部件，垂直并平分所述下侧边部件和侧向伸展部的竖直部件，其中所述侧向伸展部从所述竖直部件的一侧向外延伸。所述下侧边部件在内置弹簧的两个相邻线圈之间延伸并延伸至这两个相邻线圈内，所述侧向伸展部延伸至所述两个相邻线圈中一个的主体内，并且所述竖直部件与所述两个相邻线圈接触。

以上和其他本发明的实施例将在这里进行描述并附图以供参考。

附图说明

图1是本发明中内置弹簧减振插入物的第一实施例的透视图；

图2是具有图1中减振插入物的内置弹簧的透视图。

图3是内置弹簧线圈的透视图，其可用于具有图1中减振插入物的内置弹簧；

图4是图2中内置弹簧的部分侧视图；

图5是图2中内置弹簧的部分端视图；

图6是具有图1中内置弹簧减振插入物的代表性内置弹簧的平面图；

图7是本发明中内置弹簧减振插入物的第二实施例的透视图；

图8是具有图7中减振插入物的内置弹簧的透视图；

图9是可用于具有图7中减振插入物的内置弹簧的内置弹簧线圈类型的透视图；

图10是图8中内置弹簧的部分侧视图；以及

图11是具有图7中内置弹簧减振插入物的代表性内置弹簧的平面图。

具体实施方式

如图所示，大体以11为附图标记的内置弹簧具有多个弹簧或线圈（这里也可被替代性地称为“线圈”或“弹簧”），不过本公开和本发明不限制于任一具体类型或形式的弹簧或线圈或内置弹簧或其他自反设备。线圈被排列成阵列，如具有行和列的正交阵列，并被拉筋互连，一种拉筋形式是螺旋线，拉筋绕相邻线圈的匝缠绕并且通常横穿内置弹簧的宽度，不过也可沿其他方向延伸。拉筋可位于线圈的一端或两端。线圈端分别被形成在线圈主体上相反轴向端处而且对齐在所述内置弹簧的相反（上和下）平面内，如上所述。线圈端对齐在限定内置弹簧的支撑表面的平面内。在许多此类型的内置弹簧中，相邻线圈主体之间存在开口空间从而允许线圈柔曲、压缩和偏转并在无线圈间接触的情况下做相对运动。

在本发明的第一实施例中，所示的床垫内置弹簧的线圈在这里指的是“反向线圈头线圈”类型（在下文中被称为“RCH线圈”）15，其具有由多个螺旋匝构成的大致为圆柱形主体17，其中每个线圈的头部或端部相对彼此呈180度取向，如图3所示。线圈端16、18均具有一定偏移并且相反线圈端相对彼此翻转以便它们终止在线圈主体17的同一侧。当向内置弹簧施加指向下的负载时，反向线圈头防止线圈沿侧向倾斜。大致圆柱形线圈主体17具有纵轴线，其在线圈15的每个螺旋匝的径向中心处延伸线圈的长度。线圈主体17与大致以16示出的第一线圈端和大致以18示出的第二线圈端相接。“第一线圈端”和“第二线圈端”的命名仅为确认和参考，而不以任意方式限定线圈端的位置或取向。因此，在这里第一线圈端16或第二线圈端18都可以替代性地指“线圈端”。线圈端16、18都可作为一或两面床垫中内置弹簧内的线圈15的支撑端。通常线圈端16、18分别被位于大致垂直于线圈主体17的纵轴线的相应平面内。线圈端16、18具有相同形式并且具有大于线圈主体17的直径。线圈端16、18均可以被形成为由三个偏移部分和一个开口端形成的开口端偏移构造。线圈端16、18的整体形状是矩形。偏移部分20和22具有大体上相互平行的大致笔直节段。第三偏移部分23在第一偏移部分20和第二偏移部分22之间延伸并具有由多个相接节段23a-23e组成的阶梯节段。相比具有圆形端的线圈，具有一个或更多个线性节段的线圈端（如线圈端16、18）更有利于允许线圈在内置弹簧阵列中更紧密地间隔开，并为了在线圈间延伸的拉筋提供了线性路径。线圈被放置成使得相邻线圈的偏移部分在一行中重叠。然后通过螺旋地旋转第一组螺旋线圈弹簧横穿行从而使重叠的偏移部分交错，继而使重叠偏移对紧固在一起。

由于线圈大体上呈螺旋形式，所以每个线圈的匝都侧边对齐，并且在每个线圈间或内置弹簧线圈的行和列间一起构成波浪形式或蜿蜒间隔或开口。间隔或开口17延伸至相应线圈主体内。例如，图4和图5所示的开口具有由相对线圈的螺旋匝限定的不同的区或范围或区域，如17a、17b、17c、17d、17e和17f所示（这里也被称为“开口区域”或“间隔”）。开口区域17a-17f延伸到相应线圈主体内。开口的数量根据线圈主体的螺旋匝数而改变。

大致呈H型的内置弹簧插入物10（这里也被替代性地称为“内置弹簧泡沫减振插入物”或“泡沫减振插入物”或“内置弹簧减振插入物”或“内置弹簧减振件”或“内置弹簧插入物”或“内置弹簧支撑物”）能够被安置在由图1和图2示出的上述RCH型线圈内置弹簧内或在任意类型的由多个互连弹簧或线圈构成的内置弹簧内，并与其组合使用。内置弹簧插入物10包含上平行侧边部件12和下平行侧边部件14以及在其间延伸并平分上平行侧边部件12和下侧边部件14的横向部件13。上和下平行侧边部件12、14均包含两个节段12a、12b、14a、14b，该节段装配在内置弹簧的线圈之间、在间隔开的线圈间形成的缝隙或开口17内。内置弹簧插入物10经配置装配在至少两个或更多个开口17内从而接合线圈并保持与线圈对齐。每个内置弹簧插入物10均具有从侧边部件12沿相反的第一和第二方向延伸的两个上节段12a、12b以及从侧边部件14沿相反的第一和第二方向延伸的两个下节段14a、14b。每个内置弹簧插入物10均具有独特的倾斜或成角度构造从而使侧边节段能够延伸至两个相邻线圈或相邻线圈行之间的开口区域内并与紧固地装配在其内，而无需使用附接机构。在优选实施例中，每个横向平行部件的宽度近似在90.5和94.2mm之间。在其间延伸并平分两个横向平行部件12、14的横向部件13的宽度近似在15.5和18.5mm之间。本实施例中内置弹簧插入物10的未压缩高度近似在55mm到65mm的范围内，更优选在57mm到62mm的范围内。

本公开的H型内置弹簧插入物10的一个代表性截面形式如图4所示。在这里，内置弹簧插入物被放置成沿长度方向在相邻线圈间的间隔内。内置弹簧插入物的区段12a装配在第一线圈的开口17a内，而区段12b被放置在第二线圈的开口17b内。并且区段14a位于第一线圈的开口17c内，而区段14b位于第二线圈的开口17d内。图5示出了另一个H型内置弹簧插入物10的截面形状示例。在这个示例中，内置弹簧插入物被放置成沿宽度方向在相邻线圈之间的间隔内。内置弹簧插入物的区段12a被放置在第一线圈的开口17c内，而区段12b被放置在第二线圈的开口17b内。区段14a被放置在第一线圈的开口17e内，区段14b被放置在第二线圈的开口17d内。尽管图4和图5中优选实施例示出的插入物位于线圈的上部区域内更靠近或接近内置弹簧的支撑表面，不过它们也可被替代性地放置在下部区域，或其他方式与线圈的任意匝或回旋接合，而不管是靠近内置弹簧的支撑表面、在内置弹簧的中间区域、还是靠近内置弹簧的底面。内置弹簧插入物10在内置弹簧中的竖直位置是由床垫的支撑特性和触感确定的。

内置弹簧插入物10优选地由泡沫材料并更优选由闭孔聚氨酯泡沫制成，其在被安置在内置弹簧内时可以被大幅压缩并在移除内置弹簧上的负载时将迅速恢复到其未压缩构造。然而，这里描述的内置弹簧插入物可以由任何可压缩和自反的材料形成。

如图6所示，不同长度的边缘支撑通道插入物10能够在内置弹簧中被设置成大致U型构造，通常接近内置弹簧的右和左边以及底边。这种设置增加了床垫边界区域的稳定性。两个大致呈H型的内置弹簧插入物10被置于纵向相互平行，其中一个H型插入物10被横向放置在两个纵向放置的插入物10之间并与其垂直。插入物10的每个区段或片件都可紧靠另一个插入物10的交叉，或在其间留有间隔。插入物10的数量、大小和位置也能够创建或限定内置弹簧的各区或区域，所述区或区域具有与其他区或区域不同的支撑特性。因此这些可以针对具体的床垫应用被放置或设计，如与如泡沫填充层、编制和非编织材料层以及包括软垫内饰的装饰等材料覆层配合地创建增加支撑和/或减压的范围或区。用于如图6所示的边缘支撑的U型构造的内置弹簧插入物10的长度根据床垫的大小被确定。比如，下表详细描述了关于不同床垫大小标准的每个插入物的近似长度：

在本发明的第二实施例中，如图8和图9所示的床垫内置弹簧的线圈是两层RCH线圈32。上述RCH线圈15与两层RCH线圈32的差别仅在于两层线圈关于水平和竖直平面都不对称。这里用到的术语不对称指的是位于参考平面一侧的线圈构造，该参考平面例如穿过线圈主体33的竖直轴线A的竖直参考平面或平行地穿过轴线A的水平参考轴线，不同于另一侧上的构造。线圈32具有在基部或底端34和顶部或支撑端35之间延伸的大致螺旋形线圈主体33。所述线圈的基部34和顶部35也指末端回旋。线圈主体33在参考平面HP靠近顶部或支撑端一侧上的部分也被称为线圈主体的上部区域。线圈主体33在参考平面HP靠近基部或底端一侧上的部分也被称为线圈主体的下部区域。如本领域可知的，确定弹簧的弹簧刚度和最终触感的主要因素是线圈螺旋匝的线规、大小（直径）和节距（或节锥角）。通常，线圈的匝数越多则弹簧刚度越小，由此产生更柔软的触感和支撑。较大的线圈直径也有利于减小弹簧刚度进而产生更加柔软的触感。弹簧的节距越大或越陡，则由于钢线的竖直取向增加而弹簧会越僵硬。

如图9和图10所示，线圈上部区域内的匝或回旋之间的节锥角比线圈下部区域内的匝或回旋之间的节锥角小很多。如图9和图10所示，当线圈被定位成使得线圈的上部区域内的匝更紧密地在一起时，线圈顶部更柔软。每匝的直径是相同的，除了在本实施例中具有最大线圈主体直径的自线圈顶部的第二匝之外。

如上所述，图7和图8示出的大致为T型的内置弹簧减振插入物30与两层RCH线圈内置弹簧相结合地使用。大致T型内置弹簧插入物30包括下侧边部件36和垂直并平分下侧边部件36的竖直部件37。竖直部件37还包括侧向伸展部38，该侧向伸展部从竖直部件37的一侧向外延伸。下侧边部件36包括右部分36a和左部分36b。这些内置弹簧插入物30被这样装配在位于内置弹簧相邻行内的两个两层RCH线圈32之间的间隔或开口内。下侧边部件的第一部分36a与竖直部件37的侧向伸展部38装配在同一个弹簧的相邻线圈内。下侧边部件的第二部分36b延伸至位于内置弹簧的相邻行内的一个线圈的匝内。在优选的实施例中，大致T型内置弹簧插入物30的宽度在近似72.5和77.5mm之间，高度在近似44.5和49.5mm之间。竖直部件在其最大点的宽度在近似18.5和21.5mm之间，并且从下侧边部件至侧向伸展部的顶部的高度在近似26.5和29.5mm之间。

图10示出了本公开中T型内置弹簧插入物30的代表性横截面形式。两个相邻的两层RCH线圈之间的间隔或开口（被称为开口19a-19h）容纳T型插入物的各区段。例如，下侧边部件36的右部分36a被放置在第一线圈的开口19c内，并且左部分36b被放置在第二线圈的开口19b内。侧向伸展部38被放置在第一线圈的开口19a内。竖直部件37接触第一和第二线圈二者。

如图11所示，多个大致T型内置弹簧插入物30沿着接近内置弹簧右侧放置成两行并沿着该右侧的长度延伸，沿着接近内置弹簧左侧放置成两行并沿着该左侧的长度延伸，以及沿着接近床垫脚放置成一个水平行并大致在内置弹簧插入物的右侧两行和左侧两行之间延伸。下表详细描述了用于不同床垫大小的各种大小的T型通道的代表性示例：

尽管这里的示例和数据描述具有内置弹簧插入物的内置弹簧，所述内置弹簧插入物可用作沿着内置弹簧的三侧边的边缘支撑物，不过任意数量、任意大小的内置弹簧插入物均可以插入到内置弹簧中，包括沿着内置弹簧的所有四个侧边在或接近内置弹簧的边缘，并且这些不同的构造都被认定在本发明的范围内。

在优选实施例中，上述H型和T型内置弹簧插入物都由密度近似为1.25lb/ft³的100％低密度聚乙烯泡沫制成，不过其他的材料和密度也在本发明范围内。并且当插入物由例如ILD和IFD性质的泡沫制作时，其密度或压缩强度可针对内置弹簧与内置弹簧插入物的改进组合的预期减振度或弹簧刚度被选择。例如，由相对较低ILD或IFD测量值的泡沫制作的内置弹簧插入物可结合具有相对较低弹簧刚度的弹簧的内置弹簧，或反之亦然，或者由相对较高ILD或IFD测量值的泡沫制作的内置弹簧插入物可结合具有相对较高弹簧刚度的弹簧的内置弹簧，或反之亦然。并且，本发明可体现为具有相对较高ILD或IFD的泡沫，由此内置弹簧插入物可以向内置弹簧或核心单元提供显著支撑和结构强度。

本领域技术人员应当理解本发明可做大量如具体实施例中示出的变化和/或修改而不脱离本发明大致描述的精神或范围。因此本实施例在所有方面被认为是说明性的而不是限制性的。本领域技术人员通过阅读并领会本公开从而理解本发明的其他特征和方面。报告结果和实施例的特征、方面以及预期变化和修改清楚地在本发明的范围之内，其中本发明的范围仅限制于所附权利要求。

Claims (20)

1.一种床垫内置弹簧，包括：

由在阵列中连接在一起的多个弹簧构成的内置弹簧，在所述阵列中所述弹簧被设置成行和列，每个弹簧均具有带第一端和第二端的主体，每个弹簧的所述主体是大致圆柱形并且具有纵轴线和外直径，所述弹簧在所述行和列中间隔开并且以间隔开的设置被连接在一起，并且其中每个弹簧与所述阵列中的每个相邻弹簧间隔开；

至少一个内置弹簧减振插入物，其在所述内置弹簧的弹簧之间的间隔内被置于所述内置弹簧内，所述内置弹簧减振插入物具有上侧边部件、与所述上侧边部件平行且间隔开的下侧边部件以及在所述上侧边部件和所述下侧边部件之间延伸并平分所述上侧边部件和所述下侧边部件的横向部件；

其中所述上侧边部件包含拱形上表面，并且所述下侧边部件包含拱形下表面；以及

其中所述上和下侧边部件在所述内置弹簧的两个相邻弹簧的线圈之间延伸并延伸至其内。

2.根据权利要求1的床垫内置弹簧，其中所述至少一个内置弹簧减振插入物以倾斜取向被放置在所述内置弹簧的弹簧之间的间隔内。

3.根据权利要求1的床垫内置弹簧，其中所述多个弹簧中的每一个均是RCH线圈。

4.根据权利要求1的床垫内置弹簧，其中所述至少一个内置弹簧减振插入物的高度尺寸在57到60毫米的近似范围内。

5.根据权利要求1的床垫内置弹簧，其中所述至少一个内置弹簧减振插入物的宽度尺寸在90.5到94.2毫米的近似范围内。

6.根据权利要求1的床垫内置弹簧，其中三个内置弹簧减振插入物以大致U型构造被置于内置弹簧内。

7.根据权利要求1的床垫内置弹簧，其中第一内置弹簧减振插入物沿着所述内置弹簧的第一侧边的长度放置，第二内置弹簧减振插入物与所述第一内置弹簧减振插入物平行并沿着所述内置弹簧的第二侧边的长度放置，以及第三内置弹簧减振插入物沿着所述内置弹簧的第三侧边的宽度与所述第一和第二内置弹簧减振插入物垂直地放置。

8.根据权利要求7的床垫内置弹簧，其中所述第一和第二内置弹簧减振插入物的长度近似为57.25英寸并且所述第三内置弹簧插入物的长度近似在35和57.25英寸之间。

9.根据权利要求1的床垫内置弹簧，其具有在所述内置弹簧内相互平行的至少两个内置弹簧减振插入物。

10.根据权利要求9的床垫内置弹簧，其中所述至少两个内置弹簧减振插入物被放置成接近所述内置弹簧的相反边缘。

11.根据权利要求7的床垫内置弹簧，其中所述第一、第二和第三内置弹簧减振插入物被放置成接近所述内置弹簧的三个边缘。

12.一种床垫内置弹簧，其包括：

在阵列中互连的多个螺旋形线圈，在所述阵列中所述线圈大致以行和列对齐，每个所述线圈均有由线的螺旋匝构成的大致圆柱形线圈主体，且在每个所述线的螺旋匝之间均具有开口，并且所述线圈主体的第一和第二端也由所述线构成，每个所述线圈主体在所述阵列中间隔开；

至少一个内置弹簧插入物，其位于所述内置弹簧的所述线圈中的两个或更多个线圈之间并与其接合，所述至少一个内置弹簧插入物具有下侧边部件、垂直并平分所述下侧边部件的竖直部件和侧向伸展部，其中所述侧向伸展部从所述竖直部件的一侧向外延伸；

其中所述下侧边部件在所述内置弹簧内的两个相邻线圈之间延伸并延伸至所述两个相邻线圈的主体内，所述侧向伸展部延伸至所述两个相邻线圈中一个的主体内，并且所述竖直部件与所述两个相邻线圈接触。

13.根据权利要求12的床垫内置弹簧，其中所述多个螺旋形线圈是两层RCH线圈。

14.根据权利要求12的床垫内置弹簧，其中所述多个螺旋形线圈是不对称的。

15.根据权利要求12的床垫内置弹簧，其中所述至少一个内置弹簧插入物的宽度近似在72.5和77.5毫米之间。

16.根据权利要求12的床垫内置弹簧，其中所述至少一个内置弹簧插入物的长度近似在44.5和49.5毫米之间。

17.根据权利要求12的床垫内置弹簧，其中所述至少一个内置弹簧插入物由聚乙烯制成。

18.根据权利要求12的床垫内置弹簧，其中所述至少一个内置弹簧插入物的密度近似为1.25lb/ft³。

19.根据权利要求12的床垫内置弹簧，其中存在被放置成在所述内置弹簧内相互平行的至少两个内置弹簧插入物。

20.据权利要求12的床垫内置弹簧，其中存在以大致U型构造被放置在所述内置弹簧内的至少三个内置弹簧插入物。

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